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http://riu.ufam.edu.br/handle/prefix/8672
metadata.dc.type: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Title: | Um estudo sobre o método de região de confiança para problemas de otimização irrestrita |
metadata.dc.creator: | Senado, Adriel Garcia Maquiné |
metadata.dc.contributor.advisor1: | Silva, Roberto Cristóvão Mesquita |
metadata.dc.contributor.referee1: | Jacinto, Flávia Morgana de Oliveira |
metadata.dc.contributor.referee2: | Bitar, Sandro Dimy Barbosa |
metadata.dc.description.resumo: | O método de região de confiança trata de um método para solução de problemas de programação não-linear, aplicado em particular para problemas de otimização irrestrita. Teve seu desenvolvimento estabelecido por volta da década de 1980, apesar das primeiras noções terem surgido na década de 1940. Diferente dos métodos já estabelecidos de otimização irrestrita (gradiente, Newton, etc.), a cada iteração de seu algoritmo é delimitado um conjunto chamado de região de confiança no qual é feita uma modelagem apropriada da função, que gera um subproblema que deve ser minimizado, e se a relação entre a redução do modelo e da função for aceitável, o ponto de mínimo desse modelo se torna o ponto da iteração seguinte. Neste trabalho estuda-se a teoria acerca do método de região de confiança, sendo explorado também o conceito do passo de Cauchy, que trata de um método para resolver o subproblema. Demonstra-se que sua aplicação no algoritmo de região de confiança a partir de um modelo quadrático gera uma sequência de pontos convergente para um ponto crítico de 1a ordem da função objetivo, sob algumas hipóteses relativas à função e seu modelo. Também são provados resultados acerca da convergência do algoritmo para pontos críticos de 2a ordem, assumindo que a função objetivo é convexa. Para isto são abordados dois casos, o primeiro em que o modelo é convexo em todos os pontos gerados pelo algoritmo, e o segundo, admitindo pontos em que o modelo não é convexo. Ao fim é mostrada uma implementação computacional do método, onde o algoritmo foi implementado em linguagem de script. São realizados testes com duas funções objetivo, para verificar os casos convexos e não-convexos, onde são mostradas suas saídas em formato de texto, e com imagens indicando a evolução gráfica do algoritmo até um ponto de mínimo em cada função. |
Abstract: | The trust region method is a method for solving nonlinear programming problems, applied in particular to unconstrained optimization problems. Its development began around the 1980s, although the first concepts emerged in the 1940s. Unlike the already established methods of unconstrained optimization (gradient, Newton, etc.), at each iteration of its algorithm a set called trust region is delimited in which an appropriate modeling of the function is made, which generates a subproblem that must be minimized, and if the relationship between the reduction of the model and the function is acceptable, the minimum point of this model becomes the point of the next iteration. This work studies the theory about the trust region method, also exploring the concept of the Cauchy step, which is a method for solving the subproblem. It is demonstrated that its application in the trust region algorithm from a quadratic model generates a sequence of points convergent to a 1st order critical point of the objective function, under some hypotheses related to the function and its model. Results regarding the convergence of the algorithm to 2nd order critical points are also proven, assuming that the objective function is convex. For this purpose, two cases are addressed, the first in which the model is convex in all points generated by the algorithm, and the second, admitting points in which the model is not convex. At the end, a computational implementation of the method is shown, where the algorithm was implemented in script language. Tests are performed with two objective functions, to verify the convex and non-convex cases, where their outputs are shown in text format, and with images indicating the graphical evolution of the algorithm until a minimum point in each function. |
Keywords: | Otimização Regiao de confiança Algoritmo Modelo quadrático Ponto critico Convexidade Script |
metadata.dc.subject.cnpq: | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA: MATEMATICA: MATEMATICA APLICADA |
metadata.dc.language: | por |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
metadata.dc.publisher.department: | ICE - Instituto de Ciências Exatas |
metadata.dc.publisher.course: | Matemática Aplicada - Bacharelado - Manaus |
metadata.dc.rights: | Acesso Aberto |
metadata.dc.rights.uri: | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
URI: | http://riu.ufam.edu.br/handle/prefix/8672 |
metadata.dc.subject.controlado: | . . |
Appears in Collections: | Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação - Ciências Exatas e da Terra |
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